Испытания на механическую прочность и механический ресурс
Как и любая инженерная конструкция, коммутационный аппарат должен обладать стойкостью к различным механическим воздействиям, которые можно разделить на однократные и периодические (циклические). Однократные воздействия, в свою очередь, можно разделить на стационарные и импульсные. В реальной эксплуатации стационарные нагрузки - это прежде всего т.н. силы тяжения, приложенные к выводам коммутационного аппарата со стороны проводов линии электропередач. Возникающие при этом моменты сил не должны приводить к потере механической прочности в течение всего срока эксплуатации. Наиболее уязвимыми узлами конструкции с точки зрения таких воздействий является опорная изоляция.
Однократные импульсные (ударные) воздействия в процессе эксплуатации связаны с бросками тока при коротком замыкании. Протекающие импульсные токи могут измеряться десятками кА, а силы взаимного воздействия близко расположенных проводников - тысячами и десятками тысяч Ньютонов. Значительные силы оказываются приложенными, в основном, к внешним токоведущим шинам и элементам электродов вакуумной дугогасительной камеры. Способность аппарата выдерживать такие ударные механические воздействия в энергетике называется электродинамической стойкостью электрического аппарата.
Испытания на механический ресурс призваны подтвердить, что аппарат способен выдержать задекларированное число циклов включения-отключения. Так как этот параметр исчисляется десятками и сотнями тысяч, то подобные испытания занимают много времени - несколько недель для отдельного аппарата и несколько месяцев для тестируемой партии.
|
|
|
Причинами отказа при проведении испытаний на механический ресурс чаще всего являются разрушения опорной и тяговой изоляции и электродов вакуумной дугогасительной камеры. Разрушения вызываются, в основном, механизмами старения материала.
Испытания на импульсную электропрочность
Эти испытания должны подтвердить способность аппарата выдерживать без возникновения пробоя различного рода импульсные перенапряжения, например, грозовые импульсы, импульсы коммутационных перенапряжений и др. Амплитуда тестового грозового импульса существенно превосходит значение номинального напряжения. Например, для выключателя на 15 кВ амплитуда грозового импульса составляет около 95кВ. Потенциально слабыми местами вакуумных выключателей являются части изоляции, располагающиеся между выводами терминалов и заземленными частями конструкции.
Ряд испытаний, которым подвергается коммутационный аппарат при легализации, связаны с нагревом их компонентов протекающим током. Можно провести разделение токовых воздействий и соответствующих угроз на три типа. Первый связан с нагревом при прохождении номинального тока. Два других - с протеканием тока короткого замыкания. Последнее разделение вызвано тем, что ток короткого замыкания при определенных условиях может иметь значительную апериодическую составляющую, что приводит к тому, что его значение в первом полупериоде будет значительно больше, чем "стационарное" значение тока короткого замыкания. Поэтому принято рассматривать отдельно влияние первого полупериода и тока короткого замыкания в целом на коммутационный аппарат. Соответствующие термины в электроэнергетике - ударный ток короткого замыкания и ток термической стойкости. Подробнее об этом будет сказано ниже.
|
|
|
Испытания на нагрев номинальным током
Коммутационный аппарат обязан обладать способностью пропускать декларируемый номинальный ток в течение всего гарантийного срока эксплуатации, что должно быть подтверждено проведением соответствующих тестовых испытаний. Они проводятся следующим образом. Через аппарат пропускается ток, значение которого равно номинальному. После того, как тепловое поле стало стационарным, производят измерение температуры в контрольных точках, которые располагают в местах наибольшего нагрева токоведущей системы и изоляции. Эти значения температуры сравнивают с предельно допустимыми значениями.
|
|
|
Наиболее нагретыми частями токоведущей системы оказываются места контактных соединений, т.к. там, помимо джоулева тепловыделения, происходит выделение тепла на контактных сопротивлениях. Такими местами в коммутационных аппаратах являются гибкий токосъем и электроды вакуумной дугогасительной камеры. Но т.к. они недоступны для реального контроля при проведении тестовых испытаний, контрольные точки располагаются на выводах выключателя и на поверхности изоляторов.
Следует отметить, что допустимые перегревы часто используемых контактных соединений невелики, лежат в пределах 60-75°. Поэтому удовлетворение таким требованиям является непростой задачей.
Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 321; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!